【題目】如圖所示,有水平邊界的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其上、下邊界間的距離為H,一個(gè)由同種材料,粗細(xì)均勻的導(dǎo)線做成的質(zhì)量為m、邊長為llH)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從磁場上方的某個(gè)位置處,由靜止開始下落,下落過程中,線框平面始終保持在同一個(gè)豎直面內(nèi),ab邊與磁場的水平邊界線平行,當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場和ab邊剛穿出磁場時(shí),線框加速度的大小都是,方向都豎直向上,在線框運(yùn)動(dòng)過程中,不計(jì)空氣阻力。求:

1ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框cd邊兩端的電勢差

2cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框速度的大小

3)從ab邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中,線框中產(chǎn)生的熱量。

【答案】123mgH

【解析】

1ab剛進(jìn)入磁場時(shí),假設(shè)速度大小為,加速度為,方向豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律得:

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:

,

由以上式子得:

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得:

2)假設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)導(dǎo)線框速度大小為,ab邊剛穿出磁場時(shí)的速度為,由題意可知:

cd邊剛進(jìn)入磁場到ab邊剛穿出磁場的過程中,導(dǎo)線框只受到重力,機(jī)械能守恒,即:

由上式可得:

3)在曲邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中,根據(jù)能量守恒,導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量Q等于導(dǎo)線框損失的機(jī)械能。即:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在海面上有三艘輪船,船A以速度u向正東方向航行,船B以速度2u 向正北方向航行,船C以速度2u 向東偏北45°方向航行.在某一時(shí)刻,船BC恰好同時(shí)經(jīng)過船A的航線并位于船A的前方,船B到船A的距離為a,船C到船A的距離為2a.若以此時(shí)刻作為計(jì)算時(shí)間的零點(diǎn),求在t時(shí)刻B、C兩船間距離的中點(diǎn)M到船A的連線MAM 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是(   )

A. 該束帶電粒子帶負(fù)電

B. 速度選擇器的P1極板帶負(fù)電

C. B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大

D. B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷越小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將導(dǎo)體放在沿x方向的勻強(qiáng)磁場中,并通有沿y方向的電流時(shí),在導(dǎo)體上下兩側(cè)間會(huì)出現(xiàn)電勢差,此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)的原理可以制造磁強(qiáng)計(jì),測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示,電路中有一段金屬導(dǎo)體,它的橫截面為邊長等于a的正方形,放在沿x正方向的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體中通有沿y方向、電流強(qiáng)度為I的電流,已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電量為e,金屬導(dǎo)體導(dǎo)電過程中,自由電子所做的定向移動(dòng)可以認(rèn)為是勻速運(yùn)動(dòng),測出導(dǎo)體上下兩側(cè)面間的電勢差為U,求:

1)導(dǎo)體上、下側(cè)面那個(gè)電勢較高?

2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,條形區(qū)域(含I、區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,磁場和電場寬度均為l且足夠長,M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板,F(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場,入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行如圖。質(zhì)子束由兩部分組成,一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子,另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子,當(dāng)I區(qū)中磁場較強(qiáng)時(shí),M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,緩慢改變磁場強(qiáng)弱,直至亮斑相繼剛好消失為止,此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑。已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力,求:

1)此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;

2N板兩個(gè)亮斑之間的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根平行的光滑導(dǎo)軌豎直放置,處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中,金屬桿ab接在兩導(dǎo)軌之間,在開關(guān)S斷開時(shí)讓ab自由下落,ab下落過程中始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,電阻不計(jì)。ab下落一段時(shí)間后開關(guān)閉合,從開關(guān)閉合開始計(jì)時(shí),ab下滑速度v隨時(shí)間變化的圖象不可能是 ( )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,AB為足夠長的粗糙水平軌道,DAB上的一點(diǎn),DB長度s=2mBC為光滑圓弧軌道,兩軌道在B點(diǎn)平滑連接。C點(diǎn)高度H=4m,質(zhì)量m=lkg的滑塊,在水平向右的恒力F=10N作用下,從D點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),受到恒定的摩檫力f=6N。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后撤去恒力F。 求:(g10m/s2

(1)滑塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中合力做的功。

(2)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)恒力F的功率。

(3)滑塊在圓弧軌道BC上所能達(dá)到的最大高度h.

(4)若只改變出發(fā)點(diǎn)D的位置,其他條件不變,通過計(jì)算分析滑塊能到達(dá)C點(diǎn)時(shí)s所滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,勻強(qiáng)磁場垂直于光滑絕緣水平面向下,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球a靜止在水平面上的M點(diǎn),距離M點(diǎn)l處有一個(gè)足夠長的絕緣擋板,P為擋板上的一點(diǎn),且MP與擋板垂直。另一質(zhì)量也為m帶同種電荷的小球b靜止在N點(diǎn),MN連線與擋板平行且MN間距離為,F(xiàn)給小球a一個(gè)方向與擋板平行的初速度,與擋板在D點(diǎn)發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞(D點(diǎn)在圖中未畫出),此后與小球b相碰粘在一起運(yùn)動(dòng),恰好不再與擋板發(fā)生碰撞。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,不計(jì)兩小球間的庫侖力,小球均可看成質(zhì)點(diǎn)。求:

1)小球a做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;

2)小球a與擋板碰撞的位置D點(diǎn)與P點(diǎn)的距離;

3)小球a的帶電量q與小球b的帶電量q應(yīng)該滿足的關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)100匝的閉合矩形線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2,則

A.t=0.5s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大

B.t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向

C.t=0.5t=1s這段時(shí)間,線圈產(chǎn)生的熱量為J

D.t=0.5t=1s這段時(shí)間,通過線圈的電量為2 C

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